3+2加工，是一種利用五軸機(jī)床的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，使三軸銑削程序鎖定在一個(gè)傾斜位置上執(zhí)行的技術(shù)，因而得名“3+2加工”。
它也被稱為“定位五軸加工”，因?yàn)樵诩庸み^程中，第四軸和第五軸是用來定位刀具在一個(gè)固定的位置，而不是連續(xù)地操縱刀具。這使得3+2加工與五軸聯(lián)動(dòng)加工清晰地區(qū)分開來。據(jù)刀具的特征角度，其他出現(xiàn)的名稱，有傾斜加工、固定加工和傾斜加工。
3+2加工的主要優(yōu)點(diǎn)是，它允許使用比傳統(tǒng)三軸加工更短、更具剛性的刀具。在3+2的情況下，主軸可以降低到離工件更近的地方，刀具向表面傾斜。反過來，使用較短的刀具，能夠允許更快的進(jìn)給速度與較少的刀具偏轉(zhuǎn)。這意味著在較低的循環(huán)時(shí)間內(nèi)，可以獲得良好的表面光潔度和更精確的尺寸結(jié)果。另外，其他的優(yōu)勢(shì)包括了更短的刀具移動(dòng)，更少的程序代碼行以及更少的設(shè)備設(shè)置。
上述這種技術(shù)在模具廠越來越受到歡迎，因?yàn)樗兄诮鉀Q復(fù)雜模具的深孔問題，不然的話，那些復(fù)雜的模具只能使用細(xì)長(zhǎng)的刀具或擴(kuò)展刀具來加工了。長(zhǎng)而細(xì)的刀具會(huì)增加偏轉(zhuǎn)或顫振的風(fēng)險(xiǎn)，刀具延長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生間隙問題。用3+2加工也允許在凹槽和陡峭墻壁上的立式模芯直接加工。這種策略可以減少或消除電火花加工(EDM)的操作。
五軸的意義
五軸加工中的“5”是指刀具在接近零件表面時(shí)可以定向的方向數(shù)。5軸的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)，是能夠在一個(gè)設(shè)置中處理一個(gè)部件的五個(gè)側(cè)面。除了放在桌子上的那面外，所有的地方都可以到達(dá)。
常見的情況是，在三軸VMC上的過程需要翻轉(zhuǎn)零件或?qū)⑵鋸膴A具滾動(dòng)到夾具，以訪問零件的所有側(cè)面。但是不幸的是，每當(dāng)操作人員必須打開VMC的門來翻轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)零件，或加載或卸載零件，去除切屑，或執(zhí)行過程中的質(zhì)量檢查時(shí)，主軸都必須停止。這意味著需要六面加工的零件可能需要由操作者移動(dòng)七次(加載、重新定位五次、卸載)。五面加工消除了這些額外的停工。
當(dāng)然，應(yīng)用并不局限于模具加工。如果CAM軟件支持這一應(yīng)用，工件內(nèi)的彎曲或轉(zhuǎn)角管形狀，例如氣缸蓋上的端口或閥體上的管道，通?？梢杂?+2有效地加工。此外，3+2可以幫助加工某些類型的零件，從實(shí)體而不是從一個(gè)復(fù)雜的鑄造。原型工作也從這種技術(shù)中受益。
在一個(gè)單一的裝置中以復(fù)合角度鉆孔，也是3+2加工的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)。將鉆頭對(duì)準(zhǔn)正確的方向是在編程中完成的，而不是在車間通過多個(gè)設(shè)置和復(fù)雜的固定。
3+2加工的三軸思維策略
考慮3+2加工的一種方法是在三軸VMC上可視化所選擇的工件特征，如果困難的特征落在方便的工作平面上，就可以進(jìn)行有效的三軸加工。在某些情況下，工件可以定位在一個(gè)特殊的夾具或正弦波板上，以便在正確的方向進(jìn)行三軸加工；然而，3+2利用刀具固定位置的角度來創(chuàng)建相同的相對(duì)對(duì)準(zhǔn)。這是通過創(chuàng)建一個(gè)虛擬的工作平面來實(shí)現(xiàn)的，它定位了工件的特征，使得執(zhí)行三軸程序的角度刀具具有預(yù)期的效果。CAM軟件在坐標(biāo)系中進(jìn)行所有的轉(zhuǎn)換，以產(chǎn)生這些結(jié)果。
3+2加工的優(yōu)點(diǎn)是可以在同一個(gè)工件上建立多個(gè)加工區(qū)域的工作平面。無論3+2是有益的和實(shí)用的，用戶都可以選擇這些區(qū)域，無需重新裝配工件。例如，在空腔的對(duì)開邊加工底盤就是一個(gè)例子。
3+2加工操作可以連續(xù)進(jìn)行，刀具復(fù)位在適當(dāng)?shù)牟僮鹘嵌取?因此，在某些情況下，這種技術(shù)被稱為“索引加工”。)索引的一個(gè)缺點(diǎn)是，必須仔細(xì)檢查在不同工具角度創(chuàng)建的表面之間的混合，以確保產(chǎn)生預(yù)期的效果?；旌蠁栴}似乎是編程軟件及其開發(fā)水平的一個(gè)功能。
CAM軟件適用于3+2加工
許多CAM軟件供應(yīng)商已經(jīng)開發(fā)了特殊的刀具來創(chuàng)建3+2加工的刀具路徑。并不是所有的5軸編程軟件都提供這種技術(shù)。像所有的軟件功能一樣，3+2機(jī)加工刀具的易用性和有效性從軟件包到軟件包各不相同。
專門從事模具制造軟件的供應(yīng)商可能會(huì)將3+2加工作為其5軸加工產(chǎn)品的一個(gè)產(chǎn)品特性。由于沒有標(biāo)準(zhǔn)的術(shù)語來描述這種技術(shù)，所以在檢查CAM軟件特性時(shí)可能會(huì)忽略這種功能。在一個(gè)案例中，該特征被列為加工策略庫的一部分，它被描述為“用短刀具加工深腔的五軸傾斜”。
3+2加工的潛在用戶應(yīng)該評(píng)估正在考慮的CAM軟件的避碰和程序模擬能力。3+2加工的能力也隨著自動(dòng)化水平的不同而變化，以方便編程功能。建立工作平面和加工區(qū)域;切削刀具運(yùn)動(dòng)的跳動(dòng)行程極限;根據(jù)系統(tǒng)的不同，控制刀具角度的一些步驟可能或多或少是自動(dòng)化的。自動(dòng)定義加工區(qū)域之間的進(jìn)給和收放運(yùn)動(dòng)，是某些系統(tǒng)的一種能力。
幾乎所有為五軸機(jī)床提供3+2加工的凸輪軟件供應(yīng)商都強(qiáng)調(diào)了有效避免碰撞的重要性。雖然3+2加工簡(jiǎn)化了刀具運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樗举|(zhì)上是三軸加工，沒有“扭轉(zhuǎn)”的主軸頭來操縱刀具，但它不是沒有風(fēng)險(xiǎn)的。
一般來說，3+2的編程并不是一個(gè)障礙。事實(shí)上，3+2加工中，編程刀具的強(qiáng)大功能，是這項(xiàng)技術(shù)流行起來的主要原因之一。
3+2加工是對(duì)全五軸加工的補(bǔ)充
3+2加工是一種非常方便的技術(shù)，是使5軸加工中心成為寶貴資產(chǎn)的選擇之一。但是它永遠(yuǎn)不能代替五軸聯(lián)動(dòng)加工。例如，需要同時(shí)使用五軸，才能使用平頭端銑刀在腔體中產(chǎn)生尖銳的角。3+2加工一般使用滾珠軸承端面銑刀，就像在傳統(tǒng)的三軸加工中心上進(jìn)行三軸加工一樣。使用圓錐形、棒棒糖或其他特殊幾何形狀的刀具的其他切削模式可能需要完整的五軸運(yùn)動(dòng)，才能優(yōu)化最后的結(jié)果。
在某些情況下，我們建議采用3+2加工進(jìn)行粗加工，然后同時(shí)進(jìn)行五軸加工以進(jìn)行精加工。對(duì)于粗加工，3+2允許的較短的刀具長(zhǎng)度使其適合于高速切削技術(shù)。在許多情況下，3+2可以有效地完成Rest的加工(用較小的刀具回去，用較大的刀具“清理”粗糙操作留下的材料)。
對(duì)于一些企業(yè)來說，3+2加工簡(jiǎn)化了從三軸銑削到五軸聯(lián)動(dòng)加工的轉(zhuǎn)變。固定刀具位置的銑削為五軸加工積累了積極的經(jīng)驗(yàn)。正如一家軟件供應(yīng)商所指出的那樣，從一個(gè)固定的工具位置連續(xù)移動(dòng)到另一個(gè)固定的工具位置，離同時(shí)進(jìn)行五軸聯(lián)動(dòng)加工，只有一步之遙。
